19 · 内存管理 ★C 的第二大关卡

Java 有 GC（垃圾回收）；C 没有。你申请的内存，必须你自己还。

内存分区（脑中要有图）

高地址 ┌──────────────┐
       │   栈 Stack    │ 局部变量、函数调用 —— 自动分配/回收
       ├──────────────┤
       │  堆 Heap      │ malloc 分配 —— 手动 malloc / free
       ├──────────────┤
       │ 全局/静态区    │ 全局变量、static —— 程序全程存活，自动清零
       ├──────────────┤
       │ 常量区        │ "字符串字面量" —— 只读
低地址 └──────────────┘

四个函数

#include <stdlib.h>

int *p = (int *)malloc(5 * sizeof(int));   // 申请 5 个 int，内容未初始化
int *q = (int *)calloc(5, sizeof(int));     // 申请并**全部清零**
p = (int *)realloc(p, 10 * sizeof(int));    // 扩容到 10 个 int

free(p);        // ✅ 用完必须释放
p = NULL;       // ✅ 释放后置 NULL，防止悬空指针

三条铁律（背下来）

1. malloc 后必须判空（内存可能申请失败） c if (p == NULL) { /* 处理内存不足 */ }
2. 谁分配谁释放，malloc 与 free 一一配对（否则内存泄漏）
3. free 之后立刻把指针置 NULL（否则悬空指针，再解引用就是未定义行为）

典型错误

新手必备工具

• 每个 malloc 旁边写注释提醒自己 free。
• 大项目用 Valgrind（Linux）/ ASan（gcc -fsanitize=address）检测泄漏。

⚡ Java 对比

// C：完全手动
int *arr = malloc(n * sizeof(int));
/* ... 用完 ... */
free(arr);

// Java：交给 GC
int[] arr = new int[n];
// 不用管，GC 会回收

学 C 最值钱的收获就是：你终于知道 Java 里那些「不用管的东西」背后发生了什么。

关联

09-指针 · 08-数组 · 12-结构体 · 20-未定义行为与安全函数